氧化铝粉体的改性及烧结性能研究

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1、安徽理工大学硕士学位论文氧化铝粉体的改性及烧结性能研究姓名：王利申请学位级别：硕士专业：矿物加工指导教师：徐初阳20110608摘要高纯氧化铝粉体是纯度在99．99％以上的超微细粉体，作为一种精细化工产品在国内外发展极为迅速。高性能氧化铝粉体要求做到高纯、超细、较窄的粒径分布且无硬团聚。目前，生产高品质氧化铝透明陶瓷产品的高纯氧化铝粉体原料主要被国外公司所控制。国内生产氧化铝粉体的单位很多但真正能批量生产高纯度且有一定市场份额的屈指可数。近年来，国内虽在纯度及微量杂质元素的控制技术上实现了突破，但是还存在以下两个主要问题：一是粉体批次稳定性相对较差；二是粉体粒度分布及团聚

2、情况还没得到很好的解决。针对以上问题，本课题开展了以下研究内容：研究市售氧化铝粉体的处理技术，主要包括降低微量杂质的纯化技术和粒度分布调控与分散技术。此外，尝试了采用改性处理的高纯度氧化铝粉体并结合不同的成型工艺来制备了陶瓷金卤灯用透明氧化铝管部件及透明氧化铝红外头罩材料。取得的主要结果如下：1、采用氢气和氯气的混合气体，反应生成的HCl高温下能够有效降低A1203粉体中Fe、Na、K、Mg、Ca几种杂质元素的含量；2、通过在国产高纯度氧化铝粉体中添加分散剂进行湿法研磨，能够显著改善粉体的团聚，得到具有较好的分散性能和类似球形的形貌，粒径呈单峰分布且中位粒径在D50在1岬

3、左右；3、新乡氧化铝粉体添加少量氧化镁为烧结助剂，在1500℃低温烧结，得到相对密度为98％，平均抗弯强度达到545MPa，晶粒尺寸为2～3um的细晶高强氧化铝陶瓷；在1450℃／2h烧结，A1203／Z幻2复合材料的力学性能较好，抗弯强度为797MPa，其抗弯强度比此纯舢203粉烧结的陶瓷提高了46％；4、采用新乡粉体为原料，分别掺杂MgO、Zr02、La203作为烧结助剂，都有助于降低烧结温度、提高透明氧化铝陶瓷的透过率，其中MgO、zr02的掺杂对晶粒的发育没有明显作用，而La203的掺杂有效地抑制了晶粒的异常长大，使陶瓷具有均一的显微结构。5、采用注浆成型工艺，经

4、真空烧结成功制备了高光学质量的陶瓷金卤灯用一体化透明氧化铝陶瓷管和红外窗口用透明氧化铝头罩。图【40】表【9】参【115】关键词：氧化铝粉体；透明氧化铝陶瓷；成型工艺；注浆成型分类号：摘要AbstractAsafinechemicalmaterial，lli曲puri够alumiImpowder蛳A1203contentexceedS99．99％arerapidlydeveloped锄d谢delyusediIlaLllofⅡ1eindu嘶es．Tlleqm【li够oflligllperfoml觚ceaJ啪inapo、VdermeaIlslli曲puri劬sW'emrle，

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6、cinghi曲p嘶够alumiIlapo、ⅣderSaresoabsencethatnleycaIlnotholdt11emarketshare．Recently，thereisabre出hroughincomrollingtllemiIlimiIIlp面tiesofhi曲puri够aJllrnjllapowder．1krearestilltwoproblemstobesolVed．OneisⅡlein鼬il时锄ongdi航rembatches．T11eotheris埘depaniclesizedi嘶bution锄dagglomeration．Therefore，t11e

7、q训it)rof衄lsparema1哪i11ace姗icscannotbeguar锄eedusingdomesticaluIninapowders．Facingt11issi似io玛wedeveloped也e缸eatmenttechlologiesincludingpuri黟ingmepo、Ⅳder，modi匆ingtllepaniclesizedistribmionandimproVingdispersiveproperty．M：oreoVer，协anspare曩ltalumi芏lace舢ictubeforceraIIlic